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摘要：低应变反射波法是一种简便、经济、实用的无损伤的测试方法，本文笔者结合工作中的一些案例和多年桩基检测的工作，分析了低应变反射波法在桥梁桩基础检测中的应用，仅供参考。
关键词：低应变反射波法桩基础 检测方法 案例
Abstract: the low strain reflection wave method is a simple and economical, practical noninvasive test method, this paper the author work for many years and some cases in the pile foundation inspection work, analyzes the low strain reflection wave method to the bridge pile foundation in the test, the application is for reference only.
Keywords: low strain reflection wave method to the pile foundation inspection methods case
中图分类号：O434.19文献标识码：A 文章编号：
引言
近些年来，低应变反射波法已越来越多的应用于基础桩的检测工作中，并且成为一种必要的手段，被广泛应用。由于受地质条件、施工工艺，以及一些不确定因素的影响，所施工的桩基不可能百分之百的达到合格的要求，难免有部分桩基会有缺陷，如灌注桩施工中常会出现缩径、扩径、混凝土离析、夹泥，甚至出现断桩等现象。目前国内对新建结构基桩完整性的检测主要采用低应变反射波法、声波透射法及钻芯法三种方法，其中低应变反射波法由于设备简单、操作简便、技术较为成熟，在新建结构基桩检测中使用频率最高，根据统计国内在建工程中约80％ 的基桩采用低应变方法进行检测。
由于以上检测方法得到普遍推广的时间相对较晚，早期工程中多数基桩未进行检测，同时水中结构受到撞击、临近新建结构地基处理、运营中桥台后土压力较大等都可能对既有桥梁下桩基产生影响，因此既有桥梁桩基检测课题遂提上检测单位的日程。由于既有桥梁基桩检测难度较大，目前主要采用低应变反射波法进行检测。
1 检测原理与方法
1．1 检测基本原理
既有桥梁基桩低应变反射波法检测理论基础，仍基于一维波动方程理论，这与新建结构桩基低应变反射波法检测理论基础完全一致，不同之处在于既有桥梁基桩检测现场检测及分析难度更大。由于低应变反射波法在国内得到广泛应用，本文不再对其检测原理进行赘述，仅对目前既有建筑基桩检测的常用方法进行介绍。
1．2 检测方法
低应变反射波法测试桩身完整性中传感器的布置位置、激振点的选择是影响测试结果的重要因素，测点的选择对于既有桥梁桩基检测尤为重要，位置不合理会影响测试结果的准确性及测试效率。常用测点布置方法有以下三种：
a墩(或承台)顶激振、柱身刻槽布置传感器，如图1（a）。
b桩顶刻槽进行斜向激振、桩身刻槽布置传感器, 如图1（b）。
c桩顶激振、桩顶布置传感器,如图1（c）。
图1测点布置方法
1．3 分析方法
既有桥梁桩基所采集到的反射波波形的分析，除需要按照常规桩基根据反射波和入射波的相位关系进行分析外，还需要考虑帽梁、墩柱、承台变截面位置对响应信号的影响。分析时应根据具体变截面位置所可能产生的干扰信号进行剔除，以免分析时将干扰信号错判成缺陷信号。
对于既有桥梁桩基反射波信号的分析，一般采用对比分析法，主要步骤如下：1)与成桥前检测时基桩的反射波信号进行对比，分析两次实测反射波信号存在的差距；2)根据预估的反射波波速推算承台、墩柱、帽梁等变截面位置可能产生的干扰信号，分析中剔除此类信号的干扰；3)若对所测基桩缺陷信号存在疑问，可对临近基桩进行辅助检测，通过与临近基桩所测反射波信号进行对比分析，综合判断缺陷信号的性质。
工程应用实例
1）实例1 某既有准高速线铁路由于受间距8 m处新建线路钢花管注桨施工的影响，部分墩柱出现较为严重的环向开裂现象。为了解下部桩基是否由于施工产生较为严重的缺陷，采用低应变反射波法对桩身完整性进行了检测(测点布置方式如图1（a）)，并通过测试临近较好墩柱的基桩进行了对比分析。以65#墩右侧墩柱基桩测试结果(实测波形见图2)为例，实测该桩桩底反射波形较为明显，桩身混凝土應力波波速基本正常，但桩顶向下2．5 m处(地面下1 m)存在缺陷信号，现场挖探验证结果表明，该位置混凝土较松散、强度较底，因此在响应信号中存在缺陷信号。
图265#墩右侧桩实测波形
2)实例2 某地方公路桥梁24#墩位于主航道上，由于受到船只撞击，墩身明显出现局部破损，为了解下部桩基在船只撞击过程中是否出现大的开裂破损，对该墩桩基进行了低应变反射波法检测(测点布置如图1(c))，并选取临近墩柱进行了对比测试。以该墩上游侧桩为例(24—2#桩)，实测该桩桩底反射明显，桩身完整性较好，无异常缺陷信号，评定为工类桩，潜水员对该桩水中部分摸探结果表明该桩水中部分完整性较好，未见异常缺陷。实测24—2#桩反射波波形见图3
图3 24-2#桩实测波形
3)实例3 某高速公路桥梁32#墩在运营过程中出现沉降现象，为弄清沉降产生的原因，管理单位决定对该墩基桩进行检测。先采用低应变反射波法在承台顶按照桩位对部分基桩进行了检测(测点布置如图1(a)，以32-1#桩为例，实测该桩反射波波形较差，在约3．2 m处存在较为严重的缺陷信号，且反射波波速偏低(约3300 m／s)，桩底不明显。取芯结果表明该桩2．2～3．7m处混凝土离析严重，粗骨料近似无胶结状态。实测反射波波形见图4。
图4 32-1# 桩实测波形
以上三个工程应用实例表明，采用低应变反射波法对既有桥梁桩基进行检测是可行的。但检测经验表明，现场检测时需要多次调整激振点的位置及传感器布置位置，才能取得较为满意的测试结果，同时在浅层缺陷较为严重时深层缺陷的分辨仍需实践摸索。
3 结语
本文对低应变反射波法在既有桥梁桩基检测中的应用进行了介绍，并通过工程应用实例验证表明，采用低应变反射波法对既有建筑下桩基进行检测是可行的，但具体的检测方式如敲击点及传感器测点布置方法、桩身浅层存在严重缺陷时深层缺陷的准确判断等仍需要进一步实践。
参考文献：
[1]中华人民共和国交通部．JTG／T F81—01—2004 公路工程基桩动测技术规程[S]．北京：人民邮电出版社，2004
[2]中华人民共和国铁道部．TB10218-2008 铁路工程基桩检测技术[s]．北京：中国铁道出版社，2008．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：低应变反射波法桩基础 检测方法 案例
Abstract: the low strain reflection wave method is a simple and economical, practical noninvasive test method, this paper the author work for many years and some cases in the pile foundation inspection work, analyzes the low strain reflection wave method to the bridge pile foundation in the test, the application is for reference only.
Keywords: low strain reflection wave method to the pile foundation inspection methods case
中图分类号：O434.19文献标识码：A 文章编号：
引言
近些年来，低应变反射波法已越来越多的应用于基础桩的检测工作中，并且成为一种必要的手段，被广泛应用。由于受地质条件、施工工艺，以及一些不确定因素的影响，所施工的桩基不可能百分之百的达到合格的要求，难免有部分桩基会有缺陷，如灌注桩施工中常会出现缩径、扩径、混凝土离析、夹泥，甚至出现断桩等现象。目前国内对新建结构基桩完整性的检测主要采用低应变反射波法、声波透射法及钻芯法三种方法，其中低应变反射波法由于设备简单、操作简便、技术较为成熟，在新建结构基桩检测中使用频率最高，根据统计国内在建工程中约80％ 的基桩采用低应变方法进行检测。
由于以上检测方法得到普遍推广的时间相对较晚，早期工程中多数基桩未进行检测，同时水中结构受到撞击、临近新建结构地基处理、运营中桥台后土压力较大等都可能对既有桥梁下桩基产生影响，因此既有桥梁桩基检测课题遂提上检测单位的日程。由于既有桥梁基桩检测难度较大，目前主要采用低应变反射波法进行检测。
1 检测原理与方法
1．1 检测基本原理
既有桥梁基桩低应变反射波法检测理论基础，仍基于一维波动方程理论，这与新建结构桩基低应变反射波法检测理论基础完全一致，不同之处在于既有桥梁基桩检测现场检测及分析难度更大。由于低应变反射波法在国内得到广泛应用，本文不再对其检测原理进行赘述，仅对目前既有建筑基桩检测的常用方法进行介绍。
1．2 检测方法
低应变反射波法测试桩身完整性中传感器的布置位置、激振点的选择是影响测试结果的重要因素，测点的选择对于既有桥梁桩基检测尤为重要，位置不合理会影响测试结果的准确性及测试效率。常用测点布置方法有以下三种：
a墩(或承台)顶激振、柱身刻槽布置传感器，如图1（a）。
b桩顶刻槽进行斜向激振、桩身刻槽布置传感器, 如图1（b）。
c桩顶激振、桩顶布置传感器,如图1（c）。
图1测点布置方法
1．3 分析方法
既有桥梁桩基所采集到的反射波波形的分析，除需要按照常规桩基根据反射波和入射波的相位关系进行分析外，还需要考虑帽梁、墩柱、承台变截面位置对响应信号的影响。分析时应根据具体变截面位置所可能产生的干扰信号进行剔除，以免分析时将干扰信号错判成缺陷信号。
对于既有桥梁桩基反射波信号的分析，一般采用对比分析法，主要步骤如下：1)与成桥前检测时基桩的反射波信号进行对比，分析两次实测反射波信号存在的差距；2)根据预估的反射波波速推算承台、墩柱、帽梁等变截面位置可能产生的干扰信号，分析中剔除此类信号的干扰；3)若对所测基桩缺陷信号存在疑问，可对临近基桩进行辅助检测，通过与临近基桩所测反射波信号进行对比分析，综合判断缺陷信号的性质。
工程应用实例
1）实例1 某既有准高速线铁路由于受间距8 m处新建线路钢花管注桨施工的影响，部分墩柱出现较为严重的环向开裂现象。为了解下部桩基是否由于施工产生较为严重的缺陷，采用低应变反射波法对桩身完整性进行了检测(测点布置方式如图1（a）)，并通过测试临近较好墩柱的基桩进行了对比分析。以65#墩右侧墩柱基桩测试结果(实测波形见图2)为例，实测该桩桩底反射波形较为明显，桩身混凝土應力波波速基本正常，但桩顶向下2．5 m处(地面下1 m)存在缺陷信号，现场挖探验证结果表明，该位置混凝土较松散、强度较底，因此在响应信号中存在缺陷信号。
图265#墩右侧桩实测波形
2)实例2 某地方公路桥梁24#墩位于主航道上，由于受到船只撞击，墩身明显出现局部破损，为了解下部桩基在船只撞击过程中是否出现大的开裂破损，对该墩桩基进行了低应变反射波法检测(测点布置如图1(c))，并选取临近墩柱进行了对比测试。以该墩上游侧桩为例(24—2#桩)，实测该桩桩底反射明显，桩身完整性较好，无异常缺陷信号，评定为工类桩，潜水员对该桩水中部分摸探结果表明该桩水中部分完整性较好，未见异常缺陷。实测24—2#桩反射波波形见图3
图3 24-2#桩实测波形
3)实例3 某高速公路桥梁32#墩在运营过程中出现沉降现象，为弄清沉降产生的原因，管理单位决定对该墩基桩进行检测。先采用低应变反射波法在承台顶按照桩位对部分基桩进行了检测(测点布置如图1(a)，以32-1#桩为例，实测该桩反射波波形较差，在约3．2 m处存在较为严重的缺陷信号，且反射波波速偏低(约3300 m／s)，桩底不明显。取芯结果表明该桩2．2～3．7m处混凝土离析严重，粗骨料近似无胶结状态。实测反射波波形见图4。
图4 32-1# 桩实测波形
以上三个工程应用实例表明，采用低应变反射波法对既有桥梁桩基进行检测是可行的。但检测经验表明，现场检测时需要多次调整激振点的位置及传感器布置位置，才能取得较为满意的测试结果，同时在浅层缺陷较为严重时深层缺陷的分辨仍需实践摸索。
3 结语
本文对低应变反射波法在既有桥梁桩基检测中的应用进行了介绍，并通过工程应用实例验证表明，采用低应变反射波法对既有建筑下桩基进行检测是可行的，但具体的检测方式如敲击点及传感器测点布置方法、桩身浅层存在严重缺陷时深层缺陷的准确判断等仍需要进一步实践。
参考文献：
[1]中华人民共和国交通部．JTG／T F81—01—2004 公路工程基桩动测技术规程[S]．北京：人民邮电出版社，2004
[2]中华人民共和国铁道部．TB10218-2008 铁路工程基桩检测技术[s]．北京：中国铁道出版社，2008．
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。